فوم پلی یورتان یکی از موادی است که در تهیه ساندویچ پانل استفاده میگردد. در این مقاله خواهیم گفت فوم پلی یورتان چیست و چه کاربردهایی دارد.
فوم پلی یورتان چیست؟
مواد پلیمری که شامل فاز جامد و گاز می‌باشند فوم‌های پلاستیکی یا فوم‌های پلیمری نامیده می‌شوند که به دو دسته‌ی فوم‌های ترموپلاستیک و ترموست تقسیم می‌گردند.
پلی‌یورتان‌ها از پیوند‌های یورتان –NH-C(=O)-O- تشکیل می‌شوند. این پیوند توسط واکنش گروه‌های آلی ایزوسیانات با گروه‌های هیدروکسیل ایجاد میگردد اما گروه‌های دیگر مثل اتر، استر، آمید و … نیز ممکن است در مولکول پلیمری حاضر باشد.
پلی یورتان تحت عنوان PUR و فوم پلی یورتان به عنوان فوم PUR شناخته میشود. این فومها به سه دسته‌ی مختلف فوم پلی یورتان سخت، نرم و نیمه نرم تقسیم می‌گردند. در ادامه به معرفی اجمالی هر یک می‌پردازیم. در این مطالعه تمرکز بر خواص فوم پلی یورتان سخت میباشد.
مشخصات فوم پلی یورتان نرم
فوم پلی‌یورتان نرم به دلیل داشتن ساختاری با سلول‌های باز و جریان هوا در این سلول‌ها، قابلیت انعطاف پذیری و استحکام کششی بالایی را دارا میباشد و بدین سبب در تولید انواع مبلمان، تشک و صندلی خودرو کاربرد دارد.
این نوع فوم در مقابل حلال‌های مختلف مقاوم بوده، دارای ضریب هدایت حرارت پایین و خواص جذب صوت خوبی میباشد. فوم‌های پلی یورتان نرم در اثر قرارگیری در معرض اشعه ماوراء بنفش به سرعت رنگ خود را از دست می‌دهند. همچنین این فومها در برابر اسیدها و بازهاي قوي مقاومت ضعیفي دارند.
مشخصات فوم پلی یورتان نیمه نرم
از ترکیب مناسب پلی‌استر و ایزوسیانات‌ها فوم‌های نیمه نرم قابل ساخت می‌باشند. با تغییر در فرمولاسیون این مواد امکان تغییر خواص این نوع فوم وجود دارد.
مشخصات فوم پلی یورتان سخت
فوم پلی‌یورتان سخت دارای ساختار سلولی بسته و ضریب هدایت حرارتی پایینی نسبت به سایر فومها میباشد و به عنوان عایق در ساختارهای ساندویچ مانند به‌کار می‌رود. ضخامت فوم پلی یورتان مصرفی (S) در تولید ساندویچ پانل وابسته به اختلاف دمای محیط داخل و خارج، میزان انتقال دما (Q) و ضریب هدایت حرارتی میباشد.
روش ساخت فوم پلی یورتان چگونه است؟
فوم پلی یورتان سخت در اثر واکنش چند جزء مختلف تشکیل میشود که عبارتند از:
- ایزوسیانات
- پلی ال
- کاتالیست
- عامل حجم دهنده
- هوا.
ترکیبی از مواد مذکورِ در حال واکنش، به وسیلۀ نازل بر روی ورق زیرین پانل پاشیده میشود. پس از افزایش حجم، فوم پلی یورتان سخت به ورق رو اتصال پیدا کرده و با گذر از بخش پرس، ساختار سه لایۀ ساندویچ پانل تشکیل میگردد. در مرحلۀ بعد، ساندویچ پانل تشکیل شده جهت برش به بخش اره منتقل میگردد و متناسب با نیاز و درخواست مشتری قابل ارائه میباشد.
خط پیوسته (continuous) پارسین با طول بلت 33 متر این امکان را فراهم می کند که با برش ساندویچ پانلهایی تا طول 15 متر بر اساس نقشه های مشتری و امکان حمل غیر ترافیکی بار هزینه حمل را بهینه نماید که این امر موجب کاهش قیمت تمام شده ساندویچ پانل برای مشتریان میشود.
در انتهای فرآیند تولید، پیش از بسته بندی و بارگیری پانل‌ها جهت حفظ کیفیت فوم ساندویچ پانل و جلوگیری از جمع شدگی و کاهش ضخامت آن، با استفاده از فرآیند خنک سازی دمای محصول را به دمای محیط نزدیک نموده تا از فرورفتگی و کاهش کیفیت فوم تولیدی جلوگیری شود.
اسپری فوم پلی یورتان چیست؟
فوم پلی یورتان سخت علاوه بر استفاده به شکل ساندویچ پانل در دیوار، سقف و کف سازه‌های مختلف، می‌تواند به صورت پاششی و تزریقی جهت عایق بندی بخش‌های مختلف ساختمان نیز به کار رود. فوم پلی یورتان سخت طی واکنش پلی ال و ایزوسیانات تشکیل میشود که این فوم قابلیت اسپری شدن بر روی سطوح و یا منافذ مورد نظر را دارد. پس از اسپری کردن مواد فوم در عرض چند دقیقه فوم پلی یورتان سخت تشکیل میگردد و عایق بندی سازه تکمیل میشود.
اسپری فوم پلی یورتان علاوه بر اینکه می‌تواند به صورت مستقل بر روی دیوار یا سقف پوشش عایق را ایجاد نماید، در حین اجرا و نصب ساندویچ پانل نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
به این ترتیب که در زوایای کار یا در صورت وجود فاصله میان فاق و زبانه ساندویچ پانل، از اسپری فوم برای نهایی کردن عایق بندی استفاده میشود. به کارگیری اسپری فوم پلی یورتان می‌بایست توسط تیم نصب با تجربه و آموزش‌دیده و با رعایت استانداردهای لازم صورت پذیرد تا بهترین نتیجه حاصل شود.
لازم به ذکر است که سرعت پاشش و تزریق، دمای سطح مورد نظر، کنترل فشار و ضخامت لایۀ فوم تشکیل شده از فاکتورهای مهم در اجرا محسوب میشود.
فوم پلی یورتان دارای مشخصات ویژه‌ای میباشد که در ادامه به آن می‌پردازیم.
ویژگی‌های فوم پلی یورتان
- ضریب هدایت حرارتی پایین
- دانسیته فوم مورد استفاده در بخش عایق‌ها بین 30 تا 60 است. فوم‌های با چگالی 40 دارای بالاترین حد عایق حرارتی هستند.
- دوام بالا در مقابل عوامل جوی
- وزن پایین
- روش هاي متنوع در اجرا
- مقاومت در برابر نفت، روغن و حلال های غیر قطبی
- عدم جذب آب و رطوبت
- عدم امکان رشد میکرو ارگانیسم و باکتري‌ها در عايق پلي يورتان
- نصب و اجرای آسان سازه‌هاي ايزوله
- چسبندگی بالا به بسیاری از انواع مواد مانند سطوح فلزی، چوب و …
(متداول‌ترین ورق فوم پلی یورتان جهت به کارگیری در تولید ساندویچ پانل از جنس گالوانیزه، آلوزینک یا آلومینیوم میباشد.)
تفاوت نوع B2،B1 و B3 فوم پلی یورتان
فوم‌های پلی یورتان از نظر ترکیب شیمیایی به سه دستۀ نسوز، کندسوز و آتشگیر تقسیم می‌شوند که به ترتیب تحت عنوان B1، B2 و B3 معرفی می گردند. فوم B1 در مقابل آتش از مقاومت خیلی خوبی برخوردار بوده و نمی سوزد. فوم B2 (کندسوز) در برابر آتش از نوع خود خاموش شونده است و مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. فوم B3 دارای مقاومت ضعیفی بوده و امکان اشتعال آن در اثر آتش سوزی وجود دارد.
از آنجایی که در ایران تولید ساندویچ پانل با فوم پلی یورتان B1 صرفه اقتصادی نداشته و امکان تولید آن و حتی آزمایش آن بسیار محدود است، لذا این محصول نه برای مصرف کننده و نه تولید کننده به صرفه نیست اما امکان تولید ساندویچ پانل با فوم PIR در ایران برای برخی از تولید کنندگان ساندویچ پانل میسر است.
این نوع فوم توان مقابله با حریق بیشتری نسبت به فوم B2 دارد اما نمیتوان آنرا با فوم B1 یکی دانست. در نهایت با توجه به شرایط و امکانات موجود فعلی در صورتی که دسترسی به پانل B1 یا PIR ممکن نباشد، تهیه ساندویچ پانل با فوم B2 بهترین گزینه بوده و در بیشتر موارد پاسخگوی نیاز مشتریان میباشد.
شرکت پارسین گستر جنوب با بهره‌گیری از دستگاه فوم 5 جزئی پیشرو در تولید انواع ساندویچ پانل ساخته شده از فوم پلی یورتان با دانسیته‌ی 40 از نوع B2 میباشد. لذا فوم به کار رفته دارای بالاترین حد عایق دمایی بوده، کندسوز خود خاموش شونده است و دارای مقاومت کششی و فشاری مناسبی میباشد.
